Centrípeta y centrífuga. Bueno, son palabras mayores. Pero no te preocupes, para cuando terminemos, estarás dándole vueltas a esas palabras. En serio, haremos un par de experimentos para mostrar cómo actúan a nivel físico las cosas que se mueven en círculo.
Experimento 1: Aceleración centrípeta vs. Fuerza centrífuga
Materiales:
- Tubo de cartón para papel higiénico, aproximadamente cuatro a cinco pies de cuerda (la cuerda de una cometa funciona bien), sujetapapeles, cinta adhesiva resistente, arandelas (si no tiene, puede sustituirlas por otros elementos pequeños para hacer peso), pelota de goma o un objeto pequeño que pueda pegar con cinta adhesiva o atar a una cuerda.
Procedimiento:
Nota: ¡Haga esto al aire libre o en algún lugar donde un objeto volador como una pelota de tenis no pueda causar ningún daño!
- Ate un clip a un extremo de la cuerda.
- Pase el otro extremo a través del tubo de cartón.
- Pegue con cinta adhesiva o sujete firmemente una pelota de whiffle u otro objeto pequeño al extremo de la cuerda sin los sujetapapeles. La cinta adhesiva sujetará mejor la pelota.
- Sujete la cuerda del clip con una mano.
- Sostenga el tubo de cartón con la otra mano y comience a balancear el extremo de la bola de la cuerda sobre su cabeza hasta que sienta el balanceo.
- Ahora deja de balancearte y, esta vez, sujeta un objeto al otro extremo de la cuerda, al clip abierto. ¡No muy pesado! (Yo usé una sandalia).
- Ahora empieza a balancear la pelota de nuevo. Esta vez no tienes que sujetar el clip.
- Mantén el extremo con peso en el mismo lugar. Si golpeas con demasiada fuerza, el peso se elevará rápidamente. Observa la velocidad del golpe.
- Deja de balancear y ahora añade más peso al extremo del clip. Adivina: ¿cómo tendrás que balancear la pelota ahora?
- Prueba diferentes pesos en el extremo inferior para ver con qué fuerza debes balancear la pelota.
Explicación:
Acabas de aprender un poco sobre la fuerza centrífuga y la aceleración centrípeta. Al balancear la pelota alrededor de tu cabeza, el otro extremo se eleva. La pelota se mueve hacia afuera al balancearla, lo que se llama fuerza centrífuga. Cuanto más rápido balancees la pelota, mayor será su fuerza. La aceleración centrípeta se mueve en sentido contrario: hacia adentro.
Experimento 2: Agua, agua no en todas partes.
Materiales:
- Cubo vacío con asa (o simplemente un vaso de plástico vacío), agua, tu brazo
Procedimiento:
Nota: ¡Podrías mojarte! Hazlo al aire libre o en un lugar donde no te importe mojarte.
- Practica primero el movimiento que harás con una cubeta llena: Sujeta el asa de la cubeta y haz un movimiento circular completo desde el suelo hasta la espalda. Practica hasta que puedas hacer este movimiento suave cada vez. Si no tienes una cubeta, puedes usar un vaso pequeño de plástico, cubriendo su borde con la mano.
- Llene el balde hasta la mitad con agua.
- ¡Repita el paso número dos, esta vez con el agua en el balde!
- Explicación:
- Al balancear el cubo alrededor de tu cuerpo, notarás que el agua permanece dentro del recipiente. No te caerá en la cabeza (¡a menos que dejes de balancearlo a mitad de la vuelta!). Esta tendencia a empujar hacia afuera se llama fuerza centrífuga. Tanto el agua como el cubo se mueven hacia afuera durante el balanceo. Esto es lo que ocurre cuando conduces un coche y tomas una curva cerrada. Notarás que tu cuerpo empuja en dirección contraria a la del giro. ¡Fuerza centrífuga!
Experimente más:
- Prueba diferentes objetos en el cubo. ¿Puedes mantener varios objetos dentro mientras te balanceas? ¿Cuántos hasta que no puedas más? ¿Por qué es más difícil mantener más objetos dentro?
Steve Davala es profesor de química y física de secundaria y le gusta escribir. Tiene dos hijos y los somete a estas actividades científicas como conejillos de indias. Síguelo en Twitter @sdavala o escríbele a steve.davala@gmail.com.
